Ein Verfolgungsnetz erstellen

Um die potenziellen vor- und nachgelagerten Auswirkungen eines Verschmutzungsereignisses im Ashokan-Stausee zu ermitteln, müssen Sie zunächst ein Verfolgungsnetz erstellen. Ein Verfolgungsnetz ist ein Dataset der Wasserläufe mit Informationen zu den Richtungen, in die die einzelnen Wasserläufe fließen (auch Richtungsabhängigkeit genannt).

Ein Projekt erstellen

Laden Sie zuerst die Daten für dieses Lernprogramm herunter, und fügen Sie sie einem neuen Projekt in ArcGIS Pro hinzu.

  1. Laden Sie den gezippten Ordner Ashokan_Data herunter.
  2. Suchen Sie den heruntergeladenen Ordner auf Ihrem Computer.
    Hinweis:

    Je nach Web-Browser wurden Sie möglicherweise vor dem Herunterladen aufgefordert, den Speicherort der Datei auszuwählen. In den meisten Browsern werden heruntergeladene Dateien standardmäßig im Ordner "Downloads" gespeichert.

  3. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordner, und wählen Sie Alle extrahieren aus. Klicken Sie unter Ziel auswählen und Dateien extrahieren auf die Schaltfläche Durchsuchen.
  4. Navigieren Sie zu einem Ordner, in dem die Lernprogrammdaten gespeichert werden sollen, z. B. zum Ordner "Dokumente", klicken Sie auf Ordner auswählen und dann auf Extrahieren.

    Der extrahierte Ordner enthält eine Geodatabase mit mehreren Feature-Classes, die Sie in ArcGIS Pro verwenden können.

  5. Starten Sie ArcGIS Pro. Melden Sie sich mit Ihrem lizenzierten ArcGIS-Organisationskonto an, falls Sie dazu aufgefordert werden.
    Hinweis:

    Wenn Sie über keinen Zugriff auf ArcGIS Pro oder über kein ArcGIS-Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.

  6. Klicken Sie unter Neues Projekt auf Karte.

    Projektvorlage "Karte"

  7. Geben Sie im Fenster Neues Projekt erstellen unter Name den Text Ashokan_Trace ein. Klicken Sie auf OK.

    Ein Projekt wird mit einer Standardkarte erstellt. Sie fügen der Geodatabase eine Ordnerverbindung hinzu, sodass Sie schnell auf ihre Daten zugreifen können.

  8. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Datenbanken, und wählen Sie Datenbank hinzufügen aus.

    Option "Datenbank hinzufügen"

  9. Navigieren Sie im Fenster Vorhandene Geodatabase auswählen zu der extrahierten Geodatabase "Ashokan_Data.gdb", und wählen Sie sie aus. Klicken Sie auf OK.

    Die Geodatabase wird im Bereich Katalog hinzugefügt.

Die Daten auf einer Karte darstellen

Als Nächstes fügen Sie die Daten des Ashokan-Stausees zur Karte hinzu und machen sich mit ihnen vertraut.

  1. Blenden Sie im Bereich Katalog den Eintrag Datenbanken und dann Ashokan_Data.gdb ein.

    Die Geodatabase enthält drei Feature-Classes: Ashokan_Streams, Permitted_Discharger_Origin und Storm_Drain_Origin. Die Wasserlaufdaten stammen vom United States Geological Survey (USGS), während die anderen beiden Feature-Classes als Ursprungspunkte der Verschmutzung für dieses Lernprogramm erstellt wurden.

  2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ashokan_Streams, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

    Option "Zu aktueller Karte hinzufügen"

    Das Wasserlaufnetz wird der Karte hinzugefügt. (Die Standardsymbolisierung Ihrer Wasserläufe unterscheidet sich möglicherweise von der des Beispielbildes.)

    Layer "Streams" auf der Karte

    Die Wasserläufe sind um einen großen Stausee herum angeordnet. Sie erkunden die Attribute der Daten, um mehr zu erfahren.

  3. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Ashokan Streams, und wählen Sie Attributtabelle aus.

    Option "Attributtabelle"

    Die Tabelle wird angezeigt. Sie enthält eine große Anzahl an Attributen. Ein Attribut ist für die Netzwerkverfolgung besonders wichtig: Flow Direction.

    Attribut "Flow Direction"

    Dieses Attribut gibt die Richtungsabhängigkeit der einzelnen Wasserlaufsegmente an. In diesem Dataset weist jedes Wasserlaufsegment die Fließrichtung 1 auf. In diesem Dataset bedeutet eine 1, dass die Fließrichtung mit der Richtung übereinstimmt, in der das Feature ursprünglich digitalisiert wurde. (Das Wasser fließt vom ersten Stützpunkt der Linie zum letzten Stützpunkt der Linie).

    Hinweis:

    Wenn Sie ein eigenes Wasserlauf-Dataset für ein Verfolgungsnetz verwenden oder erstellen, müssen Sie sicherstellen, dass alle Wasserlaufsegmente richtig digitalisiert werden, sodass sie alle in dieselbe Richtung fließen. In diesem Lernprogramm wird nicht erläutert, wie Sie einem Wasserlauf-Dataset die Fließrichtung hinzufügen. Weitere Informationen hierzu finden Sie in dem Thema Fließrichtung in einem Verfolgungsnetz.

  4. Schließen Sie die Tabelle.
  5. Fügen Sie im Bereich Katalog die Datasets Storm_Drain_Origin und Permitted_Discharger_Origin zur Karte hinzu.

    Die Verschmutzung wurde in dem Layer Storm_Drain_Origin entdeckt. Der Layer Permitted_Discharger_Origin ist eine mögliche Verschmutzungsquelle. Beide Positionen finden sich am Nordende des Stausees.

    Ursprungs-Layer auf der Karte

Ein Verfolgungsnetz erstellen

In GIS ist ein Netzwerk in der Regel eine Gruppe von Linien-Features mit besonderen Eigenschaften. Ein Netzwerk-Dataset enthält beispielsweise Linien-Features, die Straßen mit bestimmten Eigenschaften (wie Geschwindigkeitsbegrenzungen, Möglichkeiten zum Wenden usw.) darstellen, und ist für Analysen erforderlich, die die beste oder schnellste Route zu einer Position ermitteln. Ein Versorgungsnetz enthält Linien-Features, die Rohre, elektrische Leitungen und weitere Infrastrukturelemente angeben, die im Besitz von Versorgungsunternehmen sind.

Wasserläufe und andere lineare Objekte mit Richtungsabhängigkeit (z. B. Schienen) können am besten durch ein Verfolgungsnetz dargestellt werden. Bei diesem Netzwerktyp weisen Linien-Features Informationen über ihre Bewegungsrichtung auf.

Ihr Wasserlauf-Dataset enthält das Attributfeld Flow Direction, das die Richtungsabhängigkeit der einzelnen Wasserlauf-Features angibt. Anhand dieses Feldes erstellen Sie ein Verfolgungsnetz, mit dem Sie später Positionen flussaufwärts und flussabwärts vom Gebiet der beobachteten Verschmutzung verfolgen können.

Zuerst erstellen Sie ein leeres Feature-Dataset, das die Wasserlaufdaten und das Verfolgungsnetz enthalten soll. Durch Verwendung eines Feature-Datasets wird sichergestellt, dass alle Feature-Classes ein gemeinsames Koordinatensystem nutzen. Zudem wird die Erstellung des Verfolgungsnetzes vereinfacht.

  1. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Ashokan_Trace.gdb, zeigen Sie auf Neu, und wählen Sie Feature-Dataset aus.

    Option "Feature-Dataset"

    Der Bereich Geoverarbeitung wird mit dem Werkzeug Feature-Dataset erstellen geöffnet.

  2. Geben Sie als Feature-Dataset-Name den Text Ashokan_Streams_Dataset ein. Wählen Sie für Koordinatensystem die Option Aktuelle Karte aus.

    Wenn Sie Aktuelle Karte auswählen, wird das Koordinatensystem der Karte (NAD 1983 StatePlane New York East FIPS 3101) ausgewählt.

    Parameter des Werkzeugs "Feature-Dataset erstellen"

  3. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das Werkzeug wird erfolgreich ausgeführt. Das leere Feature-Dataset wird erstellt und der Ausgabe-Geodatabase hinzugefügt. Sie verschieben die Wasserlaufdaten in dieses Dataset.

  4. Klicken Sie am unteren Rand des Bereichs Geoverarbeitung auf die Registerkarte Katalog.

    Registerkarte "Katalog"

    Sie kehren zum Bereich Katalog zurück.

  5. Blenden Sie unter Datenbanken die Geodatabase Ashokan_Trace.gdb ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ashokan_Streams_Dataset, zeigen Sie auf Importieren, und wählen Sie Feature-Class(es) aus.

    Option zum Importieren von Feature-Classes

    Tipp:

    Wenn Ashokan_Streams_Dataset nicht angezeigt wird, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ashokan_Trace.gdb, und wählen Sie Aktualisieren aus.

    Das Geoverarbeitungswerkzeug Feature-Class in Geodatabase wird geöffnet.

  6. Wählen Sie unter Eingabe-Features den Eintrag Ashokan Streams aus. Stellen Sie sicher, dass für Ausgabe-Geodatabase der Eintrag Ashokan_Streams_Dataset ausgewählt ist.

    Parameter des Werkzeugs "Feature-Class in Geodatabase"

  7. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das Werkzeug wird ausgeführt, und die Wasserlaufdaten werden in das Feature-Dataset kopiert. Nun können Sie die Wasserläufe in ein Verfolgungsnetz konvertieren. Zu diesem Zweck suchen Sie das passende Geoverarbeitungswerkzeug.

  8. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück.

    Schaltfläche "Zurück"

  9. Geben Sie in der Suchleiste Werkzeuge suchen den Text Verfolgungsnetz erstellen ein. Wählen Sie in der Suchergebnisliste Verfolgungsnetz erstellen (Trace Network Tools) aus.

    Suchergebnisse für "Verfolgungsnetz erstellen"

  10. Klicken Sie im Werkzeug Verfolgungsnetz erstellen unter Eingabe-Feature-Dataset auf die Schaltfläche Durchsuchen.

    Schaltfläche "Durchsuchen"

  11. Navigieren Sie im Fenster Eingabe-Feature-Dataset zu Ashokan_Trace.gdb, und doppelklicken Sie auf Ashokan_Streams_Dataset.

    Was die restlichen Parameter angeht, so müssen Sie lediglich das Verfolgungsnetz benennen und die Eingabekanten (die Wasserlaufdaten) auswählen. Sie wählen auch die Konnektivitätsregel aus, die festlegt, ob Ressourcen von einem Ende des Wasserlaufs zum anderen fließen (einfache Kante) oder entlang des Wasserlaufs entnommen werden (komplexe Kante). In diesem Lernprogramm wird vorausgesetzt, dass die Wasserläufe ohne Entnahme von einem Ende zum anderen fließen.

  12. Geben Sie unter Name des Verfolgungsnetzwerks den Namen Hydro ein. Wählen Sie unter Eingabekanten für Klassenname den Namen Ashokan_Streams aus. Stellen Sie sicher, dass Konnektivitätsregel auf Einfache Kante gesetzt ist.

    Parameter des Werkzeugs "Verfolgungsnetz erstellen"

  13. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das Werkzeug wird ausgeführt, und der Karte werden die Layer Hydro Trace Network und Ashokan_Streams hinzugefügt. Bevor Sie fortfahren, entfernen Sie die ursprünglichen Wasserlaufdaten, die Sie weiter oben in diesem Lernprogramm hinzugefügt haben.

  14. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer Ashokan Streams (ohne Unterstrich), und wählen Sie Entfernen aus.

Netzwerk-Topologie aktivieren

Bei Erstellung des Verfolgungsnetzes wurde der Karte ein transparentes violettes Polygon hinzugefügt, das die gesamte Kartenausdehnung abdeckt. Bei diesem Polygon handelt es sich um den Layer Dirty Areas, der im Verfolgungsnetz enthalten ist. Er zeigt Fehler in der Netzwerk-Topologie an, die die Aufrechterhaltung der Konnektivität zwischen Features verwaltet. Zurzeit deckt der Layer die gesamte Karte ab, da die Netzwerk-Topologie für Ihr Verfolgungsnetz nicht korrekt aktiviert wurde.

Bevor Sie die Netzwerk-Topologie aktivieren, erstellen und konfigurieren Sie ein Netzwerkattribut. Ein Netzwerkattribut ist ein Attribut in der ursprünglichen Streams-Feature-Class, das für die Netzwerkverfolgung konfiguriert wurde. Netzwerkattribute enthalten topologische Informationen, die für die Netzwerk-Topologie wesentlich sein können.

In Ihrem Fall konfigurieren Sie ein Netzwerkattribut, das die Länge jedes Wasserlaufes enthält und auf dem Attribut Length (KM) in den Originaldaten basiert. Sofern dieses Attribut nicht speziell als Netzwerkattribut eingerichtet wurde, steht es für die Berechnung der Wasserlauflänge nicht zur Verfügung.

  1. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Suchen Sie nach dem Werkzeug Netzwerkattribut hinzufügen (Trace Network Tools), und öffnen Sie es.

    Dieses Werkzeug erstellt ein leeres Netzwerkattribut. Das Attribut muss denselben Typ aufweisen wie das ursprüngliche Attribut und dieselbe Einstellung für "NULL-Werte zulassen" (die bestimmt, ob NULL-Werte verwendet werden können). In Ihrem Fall gehört das Attribut Length (KM) dem Typ Double an und erlaubt NULL-Werte.

    Tipp:

    Um den Typ und die Einstellung "NULL-Werte zulassen" eines Feldes zu überprüfen, öffnen Sie die Attributtabelle für den Layer des Feldes. Klicken Sie auf dem Menüband auf Felder, um die Ansicht Felder zu öffnen. In dieser Ansicht werden die Einstellungen für alle Attribute in einem Layer aufgeführt.

  2. Legen Sie für das Werkzeug Netzwerkattribut hinzufügen die folgenden Parameter fest:
    • Wählen Sie für Eingabe-Verfolgungsnetz das Netzwerk Hydro Trace Network aus.
    • Geben Sie als Attributname Length_KM ein.
    • Wählen Sie für Attributtyp die Option Double (64-bit floating point) aus.
    • Aktivieren Sie NULL-Werte zulassen.

    Parameter des Netzwerks "Netzwerkattribut hinzufügen"

  3. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das Werkzeug wird ausgeführt, und das leere Netzwerkattribut wird erstellt. Als Nächstes richten Sie das Netzwerkattribut so ein, dass es ein vorhandenes Attribut aus der ursprünglichen Feature-Class Ashokan Streams verwendet.

  4. Klicken Sie auf die Schaltfläche Zurück. Suchen Sie nach dem Werkzeug Netzwerkattribut festlegen (Trace Network Tools), und öffnen Sie es.
  5. Legen Sie die folgenden Parameter fest:
    • Wählen Sie für Eingabe-Verfolgungsnetz das Netzwerk Hydro Trace Network aus.
    • Wählen Sie unter Netzwerkattribut den Eintrag Length_KM aus.
    • Wählen Sie unter Feature-Class den Eintrag Ashokan_Streams aus.
    • Wählen Sie unter Feld den Eintrag lengthkm aus.

    Parameter des Netzwerks "Netzwerkattribut festlegen"

  6. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das Werkzeug wird ausgeführt, und das Netzwerkattribut wird festgelegt. Da Sie nun über ein Netzwerkattribut mit wichtigen topologischen Informationen verfügen, können Sie die Netzwerk-Topologie für das Verfolgungsnetz aktivieren. Die Netzwerk-Topologie ist wesentlich für die Ausführung der Netzwerkverfolgung und die Erstellung von Netzwerkschemas.

  7. Klicken Sie auf die Schaltfläche Zurück. Suchen Sie nach dem Werkzeug Netzwerk-Topologie aktivieren (Trace Network Tools), und öffnen Sie es.

    Dieses Werkzeug erfordert nur einen einzelnen Eingabeparameter. Wurde das Verfolgungsnetz erfolgreich erstellt, wird das Werkzeug erfolgreich ausgeführt.

  8. Wählen Sie für Eingabe-Verfolgungsnetz das Netzwerk Hydro Trace Network aus.

    Parameter des Werkzeugs "Netzwerk-Topologie aktivieren"

  9. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das große transparente Polygon, das sich über die gesamte Karte erstreckt, wird ausgeblendet. Stattdessen werden Punkte an den Enden der einzelnen Wasserlauf-Features angezeigt. Aufgrund der Einstellung der Länge der einzelnen Wasserläufe und der Aktivierung der Netzwerk-Topologie erkennt das Verfolgungsnetz nun richtig, wo die einzelnen Wasserläufe anfangen und enden.

    Karte mit korrekt aktivierter Netzwerk-Topologie

  10. Klicken Sie auf der Symbolleiste für den Schnellzugriff auf die Schaltfläche Speichern, um das Projekt zu speichern.

    Schaltfläche "Speichern"

Sie haben erfolgreich die Daten für das Lernprogramm heruntergeladen, diese auf einer Karte in ArcGIS Pro dargestellt und ein Verfolgungsnetz mit einer genauen Netzwerk-Topologie erstellt. Als Nächstes verwenden Sie das Verfolgungsnetz, um Positionen flussaufwärts und flussabwärts vom Gebiet der beobachteten Verschmutzung zu verfolgen.


Netzwerkverfolgung durchführen

Ihr konfiguriertes Verfolgungsnetz ist bereit für die Analyse. Sie möchten wissen, welche Gebiete sich flussaufwärts und flussabwärts von der Position befinden, an der die Verschmutzung entdeckt wurde. Mit der Verfolgung flussaufwärts können Sie ermitteln, wo die Verschmutzung möglicherweise stattgefunden hat. Die Verfolgung flussabwärts liefert hingegen Informationen darüber, wohin die Verschmutzung gelangen kann.

Einen Startpunkt auswählen

Zunächst wählen Sie einen Startpunkt im Verfolgungsnetz aus, der den Gully darstellt, an dem die Verschmutzung entdeckt wurde und an dem die Netzwerkverfolgung beginnen soll. Sie verfügen bereits über einen Layer, der diesen Punkt angibt, sodass Sie ihn als Referenz verwenden können.

  1. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt die Option Hydro Trace Network, um das Netzwerk auszublenden.

    Das Netzwerk wird ausgeblendet, sodass Sie den Gully-Punkt besser können.

  2. Zoomen Sie auf der Karte zu dem Punkt Storm Drain Origin.

    Punkt "Storm Drain Origin" auf der Karte

    Der Punkt selbst ist nicht Bestandteil des Verfolgungsnetzes, da er aus einem anderen Layer stammt als die Wasserlaufdaten. Sie fügen dem Verfolgungsnetz einen neuen Punkt hinzu, der auf der Position basiert.

  3. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Verfolgungsnetz.

    Registerkarte "Verfolgungsnetz"

    Diese Registerkarte wurde dem Menüband hinzugefügt, als Sie das Verfolgungsnetz erstellt habe.

  4. Klicken Sie in der Gruppe Werkzeuge auf das Dropdown-Menü Verfolgen, und wählen Sie Startpunkte aus.

    Option "Startpunkte"

    Der Bereich Verfolgen wird angezeigt. Features hinzufügen ist standardmäßig ausgewählt, sodass Sie einen Punkt auf dem Netzwerk erstellen können.

  5. Klicken Sie auf der Karte auf das Verfolgungsnetz in der Nähe der Position des Punktes Storm Drain Origin, der sich nördlich der Boulevard Road befindet.
    Hinweis:

    Wenn Sie versuchen, an der genauen Position des Punktes auf das Verfolgungsnetz zu klicken, können Sie möglicherweise keinen Punkt erstellen, da Sie nicht auf das Verfolgungsnetz, sondern auf das Feature Storm Drain Origin klicken. In diesem Beispiel ist es zulässig, den Punkt etwas versetzt vom Ursprungspunkt hinzuzufügen, da bei der Verfolgung das gesamte Wasserlaufsegment, in dem sich der Punkt befindet, als Ausgangspunkt verwendet wird.

    Bearbeitungs-Cursor auf der Karte

    An der Position, auf die Sie geklickt haben, wird ein grüner Punkt hinzugefügt. Im Bereich Verfolgen wird ein neuer Startpunkt namens Ashokan_Streams hinzugefügt. Die Zahl 98 verweist auf die ID des Wasserlaufsegments, in dem sich der Punkt befindet. (Je nachdem, auf welche Stelle Sie geklickt haben, kann eine andere Zahl angezeigt werden).

Eine Verfolgung flussaufwärts durchführen

Als Nächstes führen Sie eine Verfolgung flussaufwärts von dem ausgewählten Startpunkt durch.

  1. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Trace Network in der Gruppe Werkzeuge auf Flussaufwärts.

    Werkzeug "Flussaufwärts"

    Der Bereich Geoverarbeitung mit dem Werkzeug Verfolgen wird geöffnet. Es wurden mehrere Parameter standardmäßig festgelegt.

  2. Stellen Sie sicher, dass die folgenden Parameter ausgewählt sind:
    • Vergewissern Sie sich, dass unter Eingabe-Verfolgungsnetz der Eintrag Hydro Trace Network ausgewählt ist.
    • Überprüfen Sie, ob unter Verfolgungstyp der Eintrag Flussaufwärts ausgewählt ist.
    • Stellen Sie sicher, dass unter Startpunkte der Eintrag TN_Temp_Starting_Points ausgewählt ist.
    • Vergewissern Sie sich, dass unter Barrieren der Eintrag TN_Temp_Barriers ausgewählt ist.
    • Stellen Sie sicher, dass die Kontrollkästchen Barrieren-Features einbeziehen und Konsistenz überprüfen aktiviert sind.

    Parameter des Werkzeugs "Verfolgen"

    Diese Einstellungen verwenden Ihr Verfolgungsnetz und den von Ihnen erstellten Startpunkt, um eine Verfolgung flussaufwärts durchzuführen. Ihr Verfolgungsnetz weist derzeit keine Barieren auf, daher spielt es keine Rolle, ob Sie Barrieren-Features einbeziehen oder nicht.

    Mit der Option Konsistenz überprüfen wird sichergestellt, dass die Verfolgungsergebnisse mit der Netzwerk-Topologie übereinstimmen. Bei aktivierter Option schlägt das Werkzeug fehl, wenn Dirty Areas den Verfolgungspfad schneiden. Da Sie die Netzwerk-Topologie zuvor ordnungsgemäß aktiviert haben, sollten keine Fehler ausgegeben werden.

  3. Klicken Sie auf Ausführen.
    Hinweis:

    Wenn Sie eine Fehlermeldung erhalten, könnte das an einer falschen Topologie liegen. Versuchen Sie, das Kontrollkästchen Konsistenz überprüfen zu deaktivieren und das Werkzeug erneut auszuführen. Auf diese Weise kann das Werkzeug Dirty Areas durchlaufen, die durch Datenfehler entstanden sind. Eine falsch festgelegte Fließrichtung verursacht keine Fehlermeldung, sie kann jedoch die Verfolgung beenden oder unerwartete Ergebnisse anzeigen.

    Das Werkzeug wird ausgeführt. Die Verfolgung ist abgeschlossen. Gebiete, die sich flussaufwärts vom Startpunkt befinden, werden auf der Karte hervorgehoben Dies sind die Gebiete, in denen die Verschmutzung möglicherweise verursacht wurde.

    Karte mit Ergebnissen der Verfolgung flussaufwärts

    Das gesamte Wasserlaufsegment, in dem sich Ihr Startpunkt befindet, wird markiert, auch wenn der Startpunkt nicht am Anfang des Segments liegt. Dieses Ergebnis ist zu erwarten, da ein Feature nur ganz und nicht teilweise ausgewählt werden kann.

    Bei diesen Ergebnissen handelt es sich nur um eine temporäre Auswahl der Daten, die für eine schnelle Ausführung der Netzwerkverfolgung hilfreich ist. Es ist jedoch auch von Vorteil, die Ergebnisse der Netzwerkverfolgung als neue Feature-Class zu speichern, damit Sie die Ergebnisse dieser Analyse mit anderen Ergebnissen vergleichen können. Sie führen die Analyse erneut aus und ändern dieses Mal die Parameter so, dass die Ergebnisse gespeichert werden.

  4. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Bearbeiten. Klicken Sie in der Gruppe Auswahl auf Aufheben.

    Schaltfläche "Auswahl aufheben"

    Die Auswahl wird aufgehoben.

  5. Erweitern Sie im Bereich Geoverarbeitung den Eintrag Erweiterte Optionen.

    Abschnitt "Erweiterte Optionen"

    Dieser Abschnitt enthält zusätzliche Optionen für die Netzwerkverfolgung, darunter auch Optionen für die Ergebnisse. Sie speichern die aggregierte Geometrie, die die Ergebnisse für jeden Geometrietyp (Punkte, Linien und Polygon) als Multipart-Feature-Class speichert.

  6. Führen Sie einen Bildlauf zum Ende des Abschnitts durch. Wählen Sie unter Ergebnistypen den Typ Aggregierte Geometrie aus.

    Sie deaktivieren die Option zum Löschen früherer Verfolgungsergebnisse, wodurch die Erstellung mehrerer Datensätze aus verschiedenen Netzwerkverfolgungsvorgängen zu Vergleichszwecken ermöglicht wird.

  7. Deaktivieren Sie das Kontrollkästchen Alle vorherigen Verfolgungsergebnisse löschen.
  8. Geben Sie unter Name der Verfolgung den Namen Trace_Interactive ein.

    Erweiterte Optionen der Netzwerkverfolgung

  9. Klicken Sie auf Ausführen.

    Das Werkzeug wird ausgeführt. Die beiden Layer Trace_Results_Aggregated_Points und Trace_Results_Aggregated_Lines werden erstellt und der Karte hinzugefügt. Der Punkt-Layer zeigt die Endpunkte der einzelnen Wasserlaufsegmente, während die Linien die Segmente selbst darstellen.

    Karte mit gespeicherten flussaufwärts gelegenen Gebieten

    Im Unterschied zur Auswahl der flussaufwärts gelegenen Segmente umfasst die neue Feature-Class nicht das gesamte Wasserlaufsegment, in dem sich der Startpunkt befindet, sondern nur die Teile, die flussaufwärts liegen. Zwar lässt sich ein vorhandenes Feature nicht teilweise auswählen, aber Sie können ein Feature erstellen, das nur einen Teil eines vorhandenen Features enthält.

    Sie haben eine Verfolgung flussaufwärts durchgeführt. Bevor Sie fortfahren, löschen Sie den erstellten Startpunkt.

  10. Klicken Sie am unteren Rand des Bereichs Geoverarbeitung auf die Registerkarte Verfolgen.
  11. Klicken Sie im Bereich Verfolgen auf Alle löschen.

    Schaltfläche "Alle löschen"

    Der Startpunkt wird gelöscht, d. h., er wird aus dem Bereich und aus der Karte entfernt.

    Tipp:

    Startpunkte lassen sich auch löschen, indem Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Verfolgungsnetz und dann auf das Dropdown-Menü Verfolgungspositionen klicken und Alle löschen auswählen.

  12. Speichern Sie das Projekt.

Punkte am Verfolgungsnetz fangen

Bei der Netzwerkverfolgung haben Sie eine Annäherung des Ursprungspunktes verwendet, den Sie der Karte interaktiv hinzugefügt haben. Diese Annäherung hat Ihnen zwar zu einer zügigen Ausführung der Analyse verholfen, aber wie gehen Sie vor, wenn Sie mehr Genauigkeit erforderlich ist? Sie können die Netzwerkverfolgung ausführen, indem Sie einen Punkt aus einer anderen Feature-Class verwenden, der nicht im Netzwerk enthalten ist. Der Punkt muss sich allerdings genau auf dem Netzwerk befinden. Es reicht nicht aus, wenn er in der Nähe liegt. Auch die kleinsten Abweichungen in der Feature-Geometrie können zu unerwarteten Ergebnissen führen.

Als Nächstes fangen Sie die Layer Storm Drain Origin und Permitted Discharger Origin am Verfolgungsnetz. Durch Fangen wird sichergestellt, dass ein Feature genau auf ein anderes Feature ausgerichtet ist, sodass es bei Analysen verwendet werden kann, die eine genaue Topologie erfordern.

Zunächst kopieren Sie die Feature-Classes in eine neue Feature-Class, damit sich die beim Fangen vorgenommenen Änderungen an der Feature-Geometrie nicht auf die Originaldaten auswirken. Es empfiehlt sich, immer eine Kopie eines Layers zu erstellen, bevor Sie seine Geometrie ändern.

  1. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Suchen Sie nach Features kopieren, und öffnen Sie Features kopieren (Data Management Tools).
  2. Wählen Sie unter Eingabe-Features den Eintrag Storm Drain Origin aus. Geben Sie unter Ausgabe-Feature-Class den Text Storm_Drain_Snap ein.

    Parameter des Werkzeugs "Features kopieren"

  3. Klicken Sie auf Ausführen.

    Die Feature-Class wird kopiert, und die Kopie wird der Karte hinzugefügt. Anschließend fangen Sie sie an den Wasserlaufdaten.

  4. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Suchen Sie nach Fangen, und wählen Sie Fangen (Editing Tools) aus.

    Sie fangen den Gully-Punkt am nächstgelegenen Stützpunkt in den Wasserlaufdaten innerhalb einer maximalen Entfernung von 50 Metern.

  5. Legen Sie die folgenden Parameter fest:
    • Wählen Sie unter Eingabe-Features den Eintrag Storm_Drain_Snap aus.
    • Wählen Sie im Abschnitt Fangumgebung unter Features den Eintrag Ashokan_Streams aus.
    • Wählen Sie unter Typ den Eintrag Stützpunkt aus.
    • Geben Sie für Entfernung den Wert 50 ein, und wählen Sie Meter aus.

    Parameter des Werkzeugs "Fangen"

  6. Klicken Sie auf Ausführen.

    Der Gully-Punkt wird jetzt an einem Stützpunkt auf dem Wasserlauf-Feature gefangen.

    Sie wiederholen den Prozess zum Kopieren und Fangen für den Punkt Permitted Discharger Origin. Der Punkt stellt eine mögliche Verschmutzungsquelle dar. In der nachfolgenden Netzwerkverfolgung verwenden Sie ihn als Barriere, sodass er auch am Wasserlaufnetz gefangen werden muss.

  7. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Navigieren Sie zum Werkzeug Features kopieren, und öffnen Sie es.
  8. Wählen Sie unter Eingabe-Features den Eintrag Permitted Discharger Origin aus. Geben Sie unter Ausgabe-Feature-Class den Text Permitted_Discharger_Snap ein.
  9. Klicken Sie auf Ausführen.

    Der Punkt wird kopiert.

  10. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Suchen Sie nach dem Werkzeug Fangen, und öffnen Sie es.
  11. Legen Sie die folgenden Parameter fest:
    • Wählen Sie unter Eingabe-Features den Eintrag Permitted_Discharger_Snap aus.
    • Wählen Sie im Abschnitt Fangumgebung unter Features den Eintrag Ashokan_Streams aus.
    • Wählen Sie unter Typ den Eintrag Stützpunkt aus.
    • Geben Sie für Entfernung den Wert 50 ein, und wählen Sie Meter aus.
  12. Klicken Sie auf Ausführen.

    Beide Punkte sind jetzt am Verfolgungsnetz gefangen und bereit für die Analyse. Da Sie die ursprünglichen Punkt-Layer nicht mehr benötigen, können Sie diese aus dem Projekt entfernen.

  13. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Storm Drain Origin, und wählen Sie Entfernen aus. Entfernen Sie auch den Layer Permitted Discharger Origin.

Eine Verfolgung mit einer Barriere durchführen

Sie führen die Netzwerkverfolgung flussaufwärts erneut aus. Dieses Mal verwenden Sie den gefangenen Gully-Punkt als Startpunkt und nicht einen interaktiv ausgewählten Startpunkt wie in der ersten Analyse. Wenn Sie den gefangen Punkt verwenden, erhalten Sie genauere Ergebnisse.

Sie führen die Analyse zudem mit dem Layer des gefangenen Punktes des zulässigen Einleiters als Barriere durch. Eine Barriere gibt einen Endpunkt an, an dem die Netzwerkverfolgung beendet wird. Wenn Sie in diesem Beispiel davon ausgehen, dass der zulässige Einleiter die Verschmutzungsquelle ist, sollten Sie die Gebiete zwischen der Quelle und der Stelle verfolgen, an der die Verschmutzung entdeckt wurde, sodass Sie wissen, welche Gebiete verschmutzt sind.

  1. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Verfolgungsnetz. Klicken Sie in der Gruppe Werkzeuge auf Flussaufwärts.

    Das Werkzeug Fangen wird angezeigt. Sie legen die Parameter ähnlich wie bei der vorherigen Analyse fest, verwenden jedoch die gefangenen Punkte als Ausgangspunkt und Barriere.

  2. Legen Sie die folgenden Parameter fest:
    • Vergewissern Sie sich, dass unter Eingabe-Verfolgungsnetz der Eintrag Hydro Trace Network ausgewählt ist.
    • Überprüfen Sie, ob unter Verfolgungstyp der Eintrag Flussaufwärts ausgewählt ist.
    • Wählen Sie unter Startpunkte den Punkt Storm_Drain_Snap aus.
    • Wählen Sie unter Barrieren die Barriere Permitted_Discharger_Snap aus.
  3. Blenden Sie den Bereich Erweiterte Optionen ein. Wählen Sie unter Ergebnistypen den Typ Auswahl aus.

    "Auswahl" ist die Standardoption, wenn kein Ergebnistyp ausgewählt wird. Als Sie die Analyse zum ersten Mal ohne Festlegung erweiterter Optionen durchgeführt haben, war das Ergebnis eine Auswahl im Verfolgungsnetz. Sie fügen einen weiteren Ergebnistyp hinzu, um sowohl eine Auswahl als auch eine neue Feature-Class mit aggregierter Geometrie zu erhalten.

  4. Klicken Sie für Ergebnistypen auf das neue Dropdown-Menü unter Auswahl, und wählen Sie Aggregierte Geometrie aus.
  5. Deaktivieren Sie das Kontrollkästchen Alle vorherigen Verfolgungsergebnisse löschen. Geben Sie unter Name der Verfolgung den Namen Trace_with_Barrier ein.

    Verfolgung mit mehreren Ergebnistypen

    Für die Parameter Aggregierte Punkte und Aggregierte Linien wird eine Warnung angezeigt. Diese Warnungen weisen darauf hin, dass die von diesen Parametern angegebenen Feature-Classes bereits vorhanden sind. (Sie haben sie bei der letzten Ausführung der Netzwerkverfolgung erstellt.)

    In vielen anderen Geoverarbeitungswerkzeugen wird die vorhandene Feature-Class überschrieben, wenn eine bereits vorhandene Ausgabe-Feature-Class verwendet wird. Mit diesem Werkzeug wird jedoch nur ein neues Feature zur vorhandenen Feature-Class hinzugefügt, sodass Sie die Ergebnisse mehrerer Netzwerkverfolgungen mithilfe der Attributtabelle vergleichen können. Sie ignorieren die Warnung.

  6. Klicken Sie auf Ausführen.

    Die Analyse wird ausgeführt. Der Karte wird eine Auswahl hinzugefügt, in der die Wasserlaufsegmente zwischen dem Startpunkt und der Barriere hervorgehoben werden.

    Karte, auf der eine Verfolgung mit Barriere angezeigt wird

    Wie zuvor umfasst die Auswahl ganze Wasserlaufsegmente und nicht nur die Segmentteile, die flussaufwärts liegen. Das liegt daran, dass die Auswahl im ursprünglichen Verfolgungsnetz vorgenommen wurde, in dem ein Wasserlaufsegment teilweise ausgewählt werden kann.

  7. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Bearbeiten. Klicken Sie in der Gruppe Auswahl auf Aufheben.

    Wenn Sie die Auswahl aufheben, scheint die Feature-Class der aggregierten Linien das gesamte Gebiet flussabwärts ab dem Startpunkt zu beinhalten, ohne dass die ausgewählte Barriere berücksichtigt wird. Dies ist jedoch darauf zurückzuführen, dass Sie die Ergebnisse derselben Feature-Class wie in der vorherigen Analyse hinzugefügt haben. Die Ergebnisse lassen sich mithilfe der Attributtabelle vergleichen und visualisieren.

  8. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Trace_Results_Aggregated_Lines, und wählen Sie Attributtabelle aus.

    Die Tabelle enthält die beiden Datensätze Trace_Interactive (das Ergebnis der vorherigen Netzwerkverfolgung) und Trace_with_Barrier (das aktuelle Ergebnis). In der Tabelle wird auch die Länge jeder Verfolgung angegeben.

    Tabelle mit beiden Verfolgungsergebnissen

    Hinweis:

    Es ist möglich, dass Ihre Wert leicht abweichen.

  9. Klicken Sie für Trace_Interactive auf die "1" neben dem Datensatz, um ihn auszuwählen.

    Beim Auswählen des Datensatzes in der Tabelle wird gleichzeitig der entsprechende Datensatz auf der Karte ausgewählt. Die Auswahl umfasst den Bereich der vorherigen Netzwerkverfolgung ohne eine Barriere.

  10. Klicken Sie für Trace_with_Barrier auf die "2" neben dem Datensatz, um ihn auszuwählen.

    Die Auswahl auf der Karte wird aktualisiert. Jetzt werden die Ergebnisse der Netzwerkverfolgung angezeigt, die die Barriere enthält. Die Verfolgung flussaufwärts wird beendet, wenn sie die Position der Punkte der zulässigen Einleiter erreicht.

    Karte der Verfolgung mit Barriere ohne vollständige Wasserlaufsegmente

    Im Gegensatz zur ursprünglichen Auswahl zeigt diese Auswahl nur den flussaufwärts gelegenen Teil des anfänglichen Wasserlaufsegments. Dies liegt daran, dass Sie eine Auswahl der Feature-Class der aggregierten Punkte betrachten und nicht eine Auswahl, die auf dem ursprünglichen Verfolgungsnetz vorgenommen wurde.

  11. Klicken Sie in der Attributtabelle auf Löschen, um die Auswahl aufzuheben.

    Das Feld Shape_Length für jedes Feature enthält die Länge der in den einzelnen Verfolgungen enthaltenen Wasserlaufsegmenten in Metern. Die ursprüngliche Verfolgung ist 6.378 Meter lang, während die Verfolgung mit einer Barriere etwa 4.777 Meter lang ist.

    Nach diesen Ergebnissen können Sie davon ausgehen, dass zwischen der Position des zulässigen Einleiters und der Stelle, an der die Verschmutzung festgestellt wurde, 4.777 Meter Wasserlauf liegen. Flussaufwärts von der Position des zulässigen Einleiters liegen weitere 1.600 Meter Wasserlauf. Wenn die Verschmutzung wider Erwarten nicht an der Stelle des zulässigen Einleiters verursacht wird, müssen diese 1.600 Meter auf eine andere potenzielle Quelle untersucht werden.

  12. Schließen Sie die Attributtabelle.

Eine Verfolgung flussabwärts durchführen

Bisher haben Sie sich auf das Gebiet flussaufwärts von der Stelle der beobachteten Verschmutzung konzentriert. Mit der Analyse flussaufwärts können Sie potenzielle Verschmutzungsquellen identifizieren. Als Nächstes befassen Sie sich damit, welche flussabwärts gelegenen Gebiete möglicherweise verschmutzt sind.

Hydrologen gehen davon aus, dass Verschmutzung durch ein größeres Wasservolumen verdünnt wird. Zwar ändert sich das Volumen je nach Breite und Tiefe eines Wasserlaufes, aber für Ihre Zwecke wird die Gesamtlänge des Wasserlaufes als Richtwert für das Wasservolumen verwendet. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass die Verschmutzung bei der weiteren Verbreitung flussabwärts immer mehr verdünnt wird. Bei der Verfolgung flussabwärts verwenden Sie eine Funktionsbarriere, um diese Verdünnung flussabwärts anzugeben.

  1. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Verfolgungsnetz. Klicken Sie in der Gruppe Werkzeuge auf Flussabwärts.

    Werkzeug "Flussabwärts"

    Das Werkzeug Verfolgen wird angezeigt. Der Verfolgungstyp ist dieses Mal auf Flussabwärts gesetzt.

  2. Legen Sie die folgenden Parameter fest:
    • Vergewissern Sie sich, dass unter Eingabe-Verfolgungsnetz der Eintrag Hydro Trace Network ausgewählt ist.
    • Überprüfen Sie, ob unter Verfolgungstyp der Eintrag Flussaufwärts ausgewählt ist.
    • Wählen Sie unter Startpunkte den Punkt Storm_Drain_Snap aus.

    Werkzeug "Verfolgen" mit Parametern für den Verfolgungstyp "Flussabwärts"

    Sie übernehmen die Standardeinstellung des Barrierenparameters und legen in den erweiterten Optionen eine Funktionsbarriere fest. Eine Funktionsbarriere basiert nicht auf einem festen Punkt-Feature, sondern auf einer Berechnung. Anhand einer solchen Barriere wird die Ausdehnung der Verfolgung definiert, und zwar auf Grundlage dessen, ob die angegebene Funktionsbedingung erfüllt wurde. Mithilfe von Funktionsbarrieren kann ein Maximalwert festgelegt werden, bei dessen Erreichen die Verfolgung beendet wird.

    In diesem Beispiel geben Sie einen Maximalwert von 0,5 Kilometern (oder 500 Metern) an, bis die Verfolgung flussabwärts beendet wird. Anhand dieses Wertes wird in diesem Beispiel die ungefähre Länge bestimmt, bei der die Verschmutzung auf ein annähernd normales Niveau verdünnt wurde, vorausgesetzt, die Wasserstraße weist keine weiteren Verschmutzungsquellen auf. Diese Funktionsbarriere lässt sich mithilfe des Feldes Length_KM festlegen, dass Sie zuvor erstellt und dem Verfolgungsnetz zur Verwendung in der Netzwerkverfolgung hinzugefügt haben.

  3. Blenden Sie den Bereich Erweiterte Optionen ein. Legen Sie unter Funktionsbarrieren die folgenden Parameter fest:
    • Wählen Sie unter Funktion die Funktion Hinzufügen aus.
    • Wählen Sie unter Attribut das Attribut Length_KM aus.
    • Wählen Sie unter Operator den Operator Ist größer als oder gleich aus.
    • Geben Sie unter Wert den Wert 0,5 ein.
    • Stellen Sie sicher, dass das Kontrollkästchen Lokale Werte verwenden aktiviert ist.

    Parameter unter "Funktionsbarrieren"

    Für diese Analyse flussabwärts verwenden Sie den standardmäßigen Auswahlergebnistyp, sodass Sie die anderen Parameter nicht ändern.

  4. Klicken Sie auf Ausführen.

    Die Verfolgung flussabwärts wird durchgeführt. Auf der Karte werden die ersten 500 Meter der kumulativen Wasserlauflänge flussabwärts ab dem Startpunkt ausgewählt.

    Karte mit Ergebnissen der Verfolgung flussabwärts

    Die Auswahl endet etwa an dem Punkt, an dem der Wasserlauf den Ashokan-Stausee erreicht, einem Feature, das aufgrund seines hohen Wasservolumens zur Verringerung der Verschmutzung beitragen würde.

  5. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Bearbeiten. Klicken Sie in der Gruppe Auswahl auf Aufheben.
  6. Speichern Sie das Projekt.

In diesem Lernprogramm wollten Sie ein Wasserlaufnetz ab einer Position, an der eine Verschmutzung beobachtet wurde, flussaufwärts und flussabwärts verfolgen. Sie haben das Verfolgungsnetz erstellt, die Netzwerktopologie aktiviert und mehrere Netzwerkverfolgungen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse konnten Sie feststellen, wo die Verschmutzung ihren Ursprung haben könnte und wie weit sie sich ausbreiten würde, bevor sie verdünnt wird.

Weitere Lernprogramme finden Sie in der Lernprogrammgalerie.